李清蕓，林金國，卞麗萍，王曉嫻，巫其榮

（福建農(nóng)林大學(xué) 材料工程學(xué)院，福建 福州350002）

馬尾松（Pinus massoniana）是我國松屬樹種中分布最廣的一種，也是我國亞熱帶東部濕潤地區(qū)典型的針葉樹代表樹種，是良好的纖維工業(yè)原料和重要的產(chǎn)脂樹種和重要的用材樹種。馬尾松木材作為承重構(gòu)件主要應(yīng)用于建筑、一般家具、包裝材料等。木材物理力學(xué)性質(zhì)是木材科學(xué)加工與合理利用的基礎(chǔ)，木材尺寸穩(wěn)定性和力學(xué)強(qiáng)度是木材重要的品質(zhì)因子，直接關(guān)系到木材的利用和價值；前人對馬尾松人工林木材物理力學(xué)性質(zhì)開展了一些研究［1-3］，也對馬尾松木材基本密度的種源變異開展了一些研究［4-5］。但迄今為止，對馬尾松人工林木材物理力學(xué)性質(zhì)家系間變異的研究鮮見報(bào)道。本研究通過采集不同家系馬尾松人工林木材試樣，測定其氣干密度、干縮性和順紋抗壓強(qiáng)度，分析探討馬尾松人工林木材主要物理力學(xué)性能家系間的變異規(guī)律，為馬尾松人工林木材定向選育和合理利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試材取自福建省漳平五一國有林場，試驗(yàn)地主要分布在福建省漳平市的東南部，地理位置為24°54′-25°47′N、117°11′-117°44′E，林場屬博平嶺山脈南伸余脈，海拔高400～800m，相對高100～300 m，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，平均氣溫20.3℃，年日照時數(shù)1 878h，年平均降雨量1 509mm，無霜期300d。馬尾松樣木來自9年生25個家系，家系號分別為317、318、320、322、323、325、326、327、329、330、332、334、335、341、348、350、363、372、378、380、390、391、392、393、397，自胸高以上分別截取2.0m木段作為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)方法

試材鋸成板坯在室內(nèi)氣干一段時間后，木材含水率達(dá)到福建省福州市木材平衡含水率15%左右［6］。然后，按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB19271～1943-2009《木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法》［7］進(jìn)行加工試驗(yàn)用的無疵小試樣及完成試驗(yàn)步驟，木材密度、干縮性和順紋抗壓強(qiáng)度測定分別按照 GB／T1933-2009［8］、GB／T1932-2009［9］和 GB／T1935-2009［10］標(biāo)準(zhǔn)中的方法進(jìn)行。

1.3 試驗(yàn)設(shè)備

木材順紋抗壓強(qiáng)度測定在瑞士歐姆斯諾（AMSLER）公司生產(chǎn)的4t木材萬能力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，測定的有效樣本數(shù)為32個。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬尾松25個家系木材物理性質(zhì)的差異分析

根據(jù)測定數(shù)據(jù)計(jì)算出不同家系馬尾松人工林木材氣干密度、干縮性的均值和變異統(tǒng)計(jì)（表1），25個家系馬尾松人工林木材氣干密度的準(zhǔn)確指數(shù)均＜5%，故試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

2.1.1 氣干密度 氣干密度是影響木材最終產(chǎn)品質(zhì)量的重要因子，是木材重量計(jì)算、估計(jì)木材工藝性能和力學(xué)性能的重要指標(biāo)［11］。從表1可知，馬尾松25個家系木材的氣干密度中，家系378馬尾松人工林氣干密度最大（0.578g／cm3），家系332氣干密度最?。?.402g／cm3）。木材氣干密度值由大到小居前5位的家系分別為378、329、317、341、335，其中家系378和329木材密度屬中等，其余3個家系木材密度為輕。

2.1.2 干縮性 木材干縮是由于吸著水的減少引起的，其結(jié)果往往導(dǎo)致木材制品尺寸的變化。由表1可知，25個家系馬尾松人工林木材弦向干縮系數(shù)為徑向干縮系數(shù)的1.5～2.5倍，且徑向干縮系數(shù)變化不大；各個家系馬尾松人工林木材的體積干縮系數(shù)變化最大，但體積干縮系數(shù)均較小（0.290～0.438）。25個家系馬尾松人工林木材體積干縮系數(shù)由小到大居前五位的家系分別為397、341、332、322、350，家系317體積干縮系數(shù)最大。木材差異干縮由小到大居前5位的分別為家系341、318、393、327、350，家系317差異干縮最大。

2.2 馬尾松25個家系木材順紋抗壓強(qiáng)度的差異分析

木材順紋抗壓強(qiáng)度是木材作為建筑用材的重要衡量指標(biāo)，又因其測定簡單 、準(zhǔn)確，同時與其他力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)存在密切相關(guān)關(guān)系，是最重要的強(qiáng)度指標(biāo)［12-13］。根據(jù)測定數(shù)據(jù)計(jì)算出25個家系馬尾松人工林木材順紋抗壓強(qiáng)的準(zhǔn)確指數(shù)均＜5%，故試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

由表1可知，馬尾松25個家系木材的順紋抗壓強(qiáng)度中，家系335的順紋抗壓強(qiáng)度值最大（37.465 MPa），家系323順紋抗壓強(qiáng)度值最?。?6.164 MPa），家系335順紋抗壓強(qiáng)度值比家系323順紋抗壓強(qiáng)度值高出43.2%。除家系323、332、341、363、393、397的木材順紋抗壓強(qiáng)度＜29MPa外，其余均＞29MPa。木材順紋抗壓強(qiáng)度值由大到小居前5位的家系分別為335、350、372、325、329，且木材順紋抗壓強(qiáng)度均屬中等。

2.4 氣干密度值最大的5個家系馬尾松人工林木材物理力學(xué)性質(zhì)的差異顯著性檢驗(yàn)

為了進(jìn)一步探明木材氣干密度、干縮性和順紋抗壓強(qiáng)度在各馬尾松家系間的變異規(guī)律，對氣干密度最大的378、329、317、341、335 5個家系的木材密度、干縮性和順紋抗壓強(qiáng)度進(jìn)行方差分析（表2）和多重比較（LSD最小顯著差數(shù)法）分析（表3）。數(shù)據(jù)分析采用Excel和SPSS13.0軟件。由表2可知，氣干密度值最大的5個家系馬尾松人工林木材間的主要物理力學(xué)性能的方差檢驗(yàn)對應(yīng)的Sig.均為0.000，遠(yuǎn)小于顯著性水平0.05?？梢?，不同家系間的主要物理力學(xué)性能均存在差異。由表3可知，馬尾松人工林木材氣干密度各家系間表現(xiàn)為：家系378-317、378-341、378-335間差異極顯著；家系378-329、329-335、329-341間差異顯著；家系317-329、317-341、317-335、335-341間差異不顯著。馬尾松人工林木材的體積干縮系數(shù)各家系間表現(xiàn)為：除家系378-335、329-335、378-329間差異不顯著外，其他均差異極顯著。馬尾松人工林木材差異干縮各家系間表現(xiàn)為：家系378-329、378-335、329-335間差異不顯著，其他兩者間均差異極顯著。馬尾松人工林木材順紋抗壓強(qiáng)度各家系間表現(xiàn)為：家系378-329、317-341間差異不顯著，329-335間差異顯著，其他兩者間均差異極顯著。

表2 氣干密度值最大的5個家系馬尾松人工林木材主要物理力學(xué)性能差異的方差分析Table 2 Analysis of variance in main physical and mechanical properties of P.massoniana wood between 5families with bigger air-dried density

表3 氣干密度值最大的5個家系馬尾松人工林木材間主要物理力學(xué)性能差異比較分析Table 3 Comparative analysis in main physical and mechanical property of P.massoniana wood between 5families with bigger air-dried density

3 結(jié)論與討論

對馬尾松25個不同家系木材主要物理力學(xué)性能進(jìn)行測定和分析，結(jié)果表明，木材密度是衡量木材質(zhì)量的最重要指標(biāo)，是判定木材各項(xiàng)力學(xué)強(qiáng)度的重要依據(jù)，因此，木材密度是林木品質(zhì)和材性遺傳改良中首先要考慮研究的重要指標(biāo)［5］。根據(jù)我國木材氣干密度的分級情況可知，密度在0.402～0.578g／cm3的木材屬輕偏中等，密度范疇（0.36～0.55g／cm3屬于輕，0.56～0.75g／cm3屬于中等）［14］，馬尾松25個不同家系木材屬于輕偏中等，易于進(jìn)行旋切或刨切等機(jī)械加工［15］。

木材干縮性反映了木材干燥過程的開裂勢，與其尺寸穩(wěn)定性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。差異干縮越小，木材的尺寸穩(wěn)定性越好，干燥時不易翹曲和開裂［16］。25個家系馬尾松人工林木材體積干縮系數(shù)均屬?。ǎ?.45）［14］，差異干縮也較小，木材尺寸均較為穩(wěn)定，干縮性對馬尾松產(chǎn)品尺寸的影響較小［15］。家系341、350馬尾松人工林木材體積干縮系數(shù)和差異干縮均較小，尺寸性穩(wěn)定較好，宜作為木材優(yōu)良品質(zhì)選育材料。

根據(jù)我國木材順紋抗壓強(qiáng)度的分級情況可知，順紋抗壓強(qiáng)度在26.164～37.465MPa的木材屬輕偏中等（≤29MPa屬于輕，29～44MPa屬于中等）［14］，馬尾松25個不同家系木材順紋抗壓強(qiáng)度屬于輕偏中等，且大部分家系的馬尾松人工林木材順紋抗壓強(qiáng)度屬于中等。家系335、350、378木材的氣干密度和順紋抗壓強(qiáng)度值均較大，宜作為結(jié)構(gòu)用材選育的優(yōu)良材料；其中，家系350氣干密度大、順紋抗壓強(qiáng)度高、尺寸性穩(wěn)定較好，是結(jié)構(gòu)用材選育的首選材料。

氣干密度值最大的5個家系馬尾松人工林木材主要物理力學(xué)性能方差分析和多重比較分析表明：家系378-317和378-341間的各主要物理力學(xué)性能間的差異均極顯著；家系329-341間除氣干密度顯著外，其他均極顯著；家系317-335、317-329和335-341間除氣干密度不顯著外，其他均極顯著。

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